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Los científicos descubren determinar los marcadores para las células madres de sangre-formación del primitivo - simplifica la identificación de la célula

Los científicos en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan han descubierto el equivalente biológico de un código de barras del colmado en la superficie de primitivo, sangre-formando a las células madres en ratones. Las células madres hematopoyéticas llamadas, dan lugar a todos los tipos diferentes de células especializadas encontradas en sangre.

Leyendo el código de barras, los científicos pueden separar a las células madres de sus descendientes más avanzados - las células del progenitor que están comprometidas ya a convertirse en un tipo de glóbulo. El secreto, según científicos del U-M, es buscar la presencia o la ausencia de proteínas de receptor de la superficie de la célula expresadas por una familia de genes llamados GOLPE.

Los científicos sabían que los 10 o 11 genes en la familia del GOLPE ayudada a regular el revelado y la activación de los glóbulos blancos llamaron linfocitos, pero nadie sabía que también los asociaron a las células madres hematopoyéticas.

El “GOLPE es la primera familia de receptores cuyas configuraciones de la expresión génica se puedan utilizar para distinguir exacto a las células madres hematopoyéticas de las células del progenitor, y determinar a las células madres en secciones del tejido,” dice a Sean Morrison, Ph.D., profesor adjunto del remedio interno y de la célula y de la biología de revelado en la Facultad de Medicina del U-M y un investigador del Howard Hughes Medical Institute.

Los resultados del estudio de la investigación serán publicados en la aplicación del 1 de julio la célula.

El descubrimiento tendrá valor a los científicos que trabajan en el campo rápidamente de avance de la ciencia de la célula madre. Actualmente, los científicos deben explorar para muchos diversos marcadores y utilizar procedimientos complejos para separar a las células madres hematopoyéticas raras, o HSCs, de otras células en una muestra de sangre. Usando marcadores del GOLPE aerodinamizará el proceso considerablemente, dice la marca J. Kiel, estudiante en el programa del M.D./Ph.D. de la Facultad de Medicina del U-M que es co-primer autor del estudio.

“Los marcadores clásicos trabajan, pero son complejos y toma un de alto nivel de la habilidad para obtener una muestra pura de HSCs,” Kiel dice. “Mostramos que eso usando apenas dos marcadores del GOLPE da pureza similar o mejor usted que 10 a 12 de los mejores marcadores clásicos combinados. Reduce la habilidad y el tiempo requeridos para escoger a una célula madre hematopoyética y hace el más simple de proceso y menos necesitando mucho trabajo.”

“Muchos de los marcadores actuales que utilizamos para purificar HSCs se expresan como gradiente del alto al ciclón a través de la jerarquía hematopoyética de la célula,” dice a Omer H. Yilmaz, co-primer autor y estudiante en el programa del M.D./Ph.D. de la Facultad de Medicina. “Cuál es realmente emocionante sobre esto que encuentra es que ahora tenemos marcadores que giren por intervalos precipitadamente mientras que las células madres distinguen.”

Kiel y Yilmaz utilizaron análisis del microarray para medir niveles de actividad de gen en tres tipos de células - células madres hematopoyéticas, de células multipotent del progenitor y de células completamente desarrolladas de la médula. Seleccionaron los genes que fueron expresados en niveles más altos en la población de HSC, en comparación con los otros dos tipos de células. CD150, el miembro fundador de la familia del GOLPE de receptores de la superficie de la célula, estaba cerca de la capota del filete.

Para ver si CD150 fue expresado en las células madres hematopoyéticas, Kiel y Yilmaz trasplantaron las células de CD150+ y de CD150- en los ratones del laboratorio cuya médula había sido destruida por las dosis mortíferas de la radiación. La médula sana fue restablecida en seis de seis ratones que recibían las células de CD150+, pero la reconstitución era acertada en solamente una de nueve ratones que recibían las células de CD150-.

Cuando siguieron el mismo procedimiento para probar otro marcador del GOLPE, CD244, los resultados estaba totalmente enfrente de. Las células con los receptores CD244 en sus membranas superficiales no podían reconstituir médula en los ratones irradiados para más que algunas semanas, mientras que las células sin los receptores CD244 podían reconstituir indefinidamente. Esto indicó que las células de CD244+ eran un marcador para las células multipotent del progenitor (MPPs), pero no para las células madres hematopoyéticas.

En un tercer paso, las personas probaron otro marcador del GOLPE llamado CD48, y encontrado le que se expresará solamente en células más avanzadas. No estaba presente en HSCs o las células del progenitor.

“Cada marcador se expresa en un diverso escenario de la jerarquía de la hematopoyesis,” Morrison dice. La “selección para las células con la combinación de los marcadores de CD150+, de CD48- y de CD244- produjo una muestra que fue enriquecida altamente para HSCs. Estas células eran extremadamente raras - más poco las células enteras de una de 10,000 médula tenían esta combinación de los marcadores superficiales.”

En el papel de la célula, los científicos del U-M describen cómo los nuevos marcadores les ayudaron para ver a las células madres hematopoyéticas en secciones manchadas del tejido de la médula y del bazo del ratón, algo que no era posible con los marcadores existentes. Saber dónde las células madres hematopoyéticas primitivas cuelgan fuera en órganos de sangre-formación dará a científicos pistas importantes a cómo trabajan, según Morrison. Por este motivo, la identificación de los marcadores que permiten la localización de HSCs en tejidos ha sido una meta largo-buscada en el campo de la hematopoyesis.

“Hasta este estudio, no sabíamos exactamente dónde buscar HSCs dentro de la médula y el bazo,” Morrison explica. “La mayoría de los científicos creyeron que tirante en estrecho contacto con las células llamadas los osteoblasts, que forran el interior de las cavidades huecos en hueso que contienen médula. Usando marcadores del GOLPE, descubrimos a las células madres hematopoyéticas también conjuntas en el endotelio sinusoidal - células porosas que forraban el interior de los vasos sanguíneos que llevan el oxígeno en médula y el bazo.

“La presencia de HSCs en endotelio sinusoidal podría explicar cómo las células madres pueden entrar en la circulación sanguínea tan rápidamente,” a Morrison agrega. “También sugiere que las células endoteliales produzcan las substancias que regulan y consolidan el incremento de estas células madres. Si podemos determinar estos factores de incremento, podría ayudarnos a aprender cómo manipular y crecer a colonias de HSCs fuera de la carrocería, que podría llevar a los nuevos tratamientos médicos para la anemia de la célula falciforme, la leucemia y otros tipos de cáncer.”

Como con la mayoría de los descubrimientos en ciencia de la célula madre, los científicos del U-M dicen sus preguntas de las chimeneas del trabajo nuevas para la investigación futura. Han determinado hasta ahora tres marcadores del GOLPE en las células madres hematopoyéticas, pero no tienen ninguna idea qué lo hacen los otros ocho genes en la familia. ¿La actividad de gen del GOLPE crea los receptores en la superficie de células madres de sangre-formación, pero qué estos receptores hacen? ¿Están los receptores del GOLPE presentes en otros tipos de células madres?

Quizás la pregunta por contestar más importante para los usos futuros en remedio es si estos mismos marcadores están expresados en las células madres hematopoyéticas humanas. Kiel y Yilmaz confirmaron la existencia de los marcadores del GOLPE en HSCs en varias deformaciones de los ratones del laboratorio, pero si serán encontrados en las células humanas siguen siendo “grandes quizá,” según Kiel.

“Si los receptores de la familia del GOLPE se expresan en el ser humano HSCs, estos nuevos marcadores podrían aumentar dramáticamente la purificación de tales células, potencialmente haciendo trasplantes de la médula más seguros y más de manera efectiva,” dice a Morrison, que agrega que Kiel y Yilmaz han comenzado ya pruebas para buscarlas.

Toshide Iwashita, M.D., Ph.D., profesor investigador anterior en el laboratorio de Morrison y co-primer autor en el estudio, era responsable del análisis de la sección del tejido. $cox Terhorst, Ph.D, del centro médico de la diaconisa de Beth Israel y de la Facultad de Medicina de Harvard también colaboró en la investigación.

La investigación de Morrison es soportada por el Howard Hughes Medical Institute, los institutos de la salud nacionales y la oficina de la investigación del ejército americano. Kiel es soportada por una beca del programa de entrenamiento del científico médico del U-M y una beca predoctoral del instituto del U-M de la gerontología financia a Yilmaz.